KR102312377B1 - Ibi 장치를 부착하는 위치를 결정하는 방법 및 상기 방법을 수행하는 ibi 위치 결정 장치 - Google Patents

Ibi 장치를 부착하는 위치를 결정하는 방법 및 상기 방법을 수행하는 ibi 위치 결정 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 IBI 장치를 부착하는 위치를 결정하는 방법은, 인체 기관에 대한 제1 3D 모델, IBI 장치(Intra-Brain Injection)에 대한 제2 3D 모델 및 타겟의 위치에 대한 정보를 입력받는 단계; 상기 제1 3D 모델의 표면에 포함된 제1 지점에 상기 제2 3D 모델을 피팅하는 단계; 상기 제1 지점에 피팅된 상기 제2 3D 모델에서 상기 타겟까지의 제1 거리 및 상기 제1 지점에서의 상기 IBI 장치의 법선 벡터와 상기 제2 3D 모델과 상기 타겟을 잇는 선 사이의 제1 각도를 결정하는 단계; 및 상기 제1 거리 및 상기 제1 각도에 기초하여, 상기 IBI 장치를 상기 제1 지점에 부착 가능한지 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

IBI 장치를 부착하는 위치를 결정하는 방법 및 상기 방법을 수행하는 IBI 위치 결정 장치 {METHOD OF DETERMINING LOCATION TO ATTACH IBI DEVICE AND IBI POSITIONING DEVICE PERFORMING METHOD}
본 발명은 IBI 장치를 부착하는 위치를 결정하는 방법 및 상기 방법을 수행하는 IBI 위치 결정 장치에 관한 것이다.
고령화 사회가 가속화 되면서 치매 등 퇴행성 뇌질환 환자군의 숫자가 증가하고 있다. 치매의 경우, 그 정도에 따라서, 최경도 치매, 경도 치매, 중등도 치매 및 중증 치매로 나뉠 수 있는데, 여기서, 중증 치매란 실질적인 생활이 불가능한 정도의 치매 환자를 의미한다.
최근에, 중증 치매 환자에게 줄기 세포를 투여하는 경우, 중증 치매 환자의 증세가 상당히 완화되는 효과가 있음이 보고되고 있는데, 이때, 효과가 지속되는 기간이 1달여로 짧아 그 효과가 지속되기 위해서는 중증 치매 환자에게 줄기 세포를 정기적으로 투여할 필요가 있다.
다만, 치매 환자에게 줄기 세포를 투여하기 위해서는, 뇌 속의 해마체(Hippocampus) 등에 줄기 세포를 직접 투여해야 하며, 이를 위해서는 두개골을 줄기 세포 투여 시마다 열어야 하는 위험이 있다.
따라서, 줄기 세포 투여 시마다 두개골을 여는 위험을 방지하기 위하여, 두개골의 극소 부위를 절개한 후, 절개한 위치에 줄기 세포 투여 장치를 부착하고, 줄기 세포를 투여할 때마다 줄기 세포 투여 장치를 열고 닫음으로써, 두개골 손상을 최소화 할 수 있다.
이때, 줄기 세포나 기타 약물 등을 효과적으로 투여하고, 두개골의 손상을 최소화하기 위해서, 줄기 세포 투여 장치를 최적의 위치에 부착하는 것이 필요하다.
대한민국출원특허 10-2017-0140910, 2019.05.08 공개
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 인체의 손상을 최소화 하면서 인체의 내부에 줄기 세포나 기타 약물 등을 효과적으로 투여하기 위하여, IBI 장치를 부착하는 위치를 결정하는 방법을 제공하는 것이다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 IBI 장치를 부착하는 위치를 결정하는 방법은, 인체 기관에 대한 제1 3D 모델, IBI 장치(Intra-Brain Injection)에 대한 제2 3D 모델 및 타겟의 위치에 대한 정보를 입력받는 단계; 상기 제1 3D 모델의 표면에 포함된 제1 지점에 상기 제2 3D 모델을 피팅하는 단계; 상기 제1 지점에 피팅된 상기 제2 3D 모델에서 상기 타겟까지의 제1 거리 및 상기 제1 지점에서의 상기 IBI 장치의 법선 벡터와 상기 제2 3D 모델과 상기 타겟을 잇는 선 사이의 제1 각도를 결정하는 단계; 및 상기 제1 거리 및 상기 제1 각도에 기초하여, 상기 IBI 장치를 상기 제1 지점에 부착 가능한지 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 IBI 장치를 상기 제1 지점에 부착 가능한지 여부를 결정하는 단계는, 상기 제1 거리가 상기 IBI 장치에 포함된 튜브의 한계 길이보다 짧은 경우, 상기 IBI 장치를 상기 제1 지점에 부착 가능한 것으로 결정할 수 있다.
상기 IBI 장치를 상기 제1 지점에 부착 가능한지 여부를 결정하는 단계는, 상기 제1 각도가 상기 IBI 장치에 포함된 튜브의 허용 각도보다 작은 경우, 상기 IBI 장치를 상기 제1 지점에 부착 가능한 것으로 결정할 수 있다.
상기 방법은, 상기 제1 3D 모델의 표면에 포함된 제2 지점에 상기 제2 3D 모델을 피팅하는 단계; 상기 제2 지점에 피팅된 상기 제2 3D 모델에서 상기 타겟까지의 제2 거리 및 상기 제2 지점에서의 상기 IBI 장치의 법선 벡터와 상기 제2 3D 모델과 상기 타겟을 잇는 선 사이의 제2 각도를 결정하는 단계; 및 상기 제2 거리 및 상기 제2 각도에 기초하여, 상기 IBI 장치를 상기 제1 지점에 부착 가능한지 여부를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 제1 거리에 따라, 상기 제1 3D 모델에 포함된 상기 제1 지점에서의 제1 색을 결정하는 단계; 상기 제2 거리에 따라, 상기 제1 3D 모델에 포함된 상기 제2 지점에서의 제2 색을 결정하는 단계; 및 상기 제1 색 및 상기 제2 색을 이용하여, 상기 타겟까지의 거리에 대한 컬러 맵을 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 제1 각도에 따라, 상기 제1 3D 모델에 포함된 상기 제1 지점에서의 제3 색을 결정하는 단계; 상기 제2 각도에 따라, 상기 제1 3D 모델에 포함된 상기 제2 지점에서의 제4 색을 결정하는 단계; 및 상기 제3 색 및 상기 제4 색을 이용하여, 상기 타겟과의 각도에 대한 컬러 맵을 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 제1 3D 모델의 외부에 대한 정보 및 내부에 대한 정보에 기초하여, 상기 IBI 장치를 부착할 수 없는 영역을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 IBI(Intra-Brain Injection) 장치를 부착하는 위치를 결정하는 IBI 위치 결정 장치는, 상기 IBI 장치를 부착하는 위치를 결정하는 IBI 프로그램을 저장하는 메모리; 인체 기관에 대한 제1 3D 모델, IBI 장치에 대한 제2 3D 모델 및 타겟의 위치에 대한 정보를 입력받는 입출력 장치; 및 상기 메모리 및 상기 입출력 장치를 제어하는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 IBI 프로그램을 실행하여, 상기 제1 3D 모델의 표면에 포함된 제1 지점에 상기 제2 3D 모델을 피팅하고, 상기 제1 지점에 피팅된 상기 제2 3D 모델에서 상기 타겟까지의 제1 거리 및 상기 제1 지점에서의 상기 IBI 장치의 법선 벡터와 상기 제2 3D 모델과 상기 타겟을 잇는 선 사이의 제1 각도를 결정하고, 상기 제1 거리 및 상기 제1 각도에 기초하여, 상기 IBI 장치를 상기 제1 지점에 부착 가능한지 여부를 결정할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의하면, 인체 기관 3D 모델 및 IBI 장치 3D 모델을 이용하여 타겟으로부터의 거리 및 각도를 결정함으로써, 인체 기관의 손상을 최소화하고, 약물 투여를 효과적으로 할 수 있도록 IBI 장치를 부착하는 위치를 결정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 IBI 위치 결정 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 IBI 프로그램의 기능을 개념적으로 나타내는 블록도이다.
도 3은 IBI 프로그램에 입력되는 데이터들 및 3D 모델 분석부의 동작의 일 예시를 나타낸다.
도 4는 부착 위치 계산부의 동작의 일 예시를 나타낸다.
도 5는 컬러 맵 처리부의 동작의 일 예시를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라 IBI 장치의 부착 위치를 결정하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 IBI 위치 결정 장치를 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, IBI 위치 결정 장치(100)는 프로세서(110), 입출력 장치(120) 및 메모리(130)를 포함할 수 있다.
프로세서(110)는 IBI 위치 결정 장치(100)의 동작을 전반적으로 제어할 수 있다.
프로세서(110)는, 입출력 장치(120)를 이용하여, 인체 기관을 3D로 모델링한 인체 기관 3D 모델, IBI 장치를 3D로 모델링한 IBI 장치 3D 모델, 및 타겟을 3D 상으로 모델링한 타겟 3D 모델(또는 타겟의 위치에 대한 정보)을 입력받을 수 있다.
본 발명에서는, 인체 기관 3D 모델, IBI 장치 3D 모델 및 타겟 3D 모델이 입출력 인터페이스(120)를 통해 입력되는 것으로 설명하였지만, 이에 한정되지 않는다. 실시 예에 따라, 인체 기관 3D 모델은 인체 기관에 대한 입력 이미지의 3D 모델로서, IBI 위치 결정 장치(100)가 입력 이미지를 입력받고(또는 수신하고), 프로세서(110)가 IBI 프로그램(200)을 실행하여 상기 입력 이미지를 분석함으로써 생성될 수 있고, IBI 장치 3D 모델 및 타겟 3D 모델은 기 설정(저장)되어 있거나 프로세서(110)가 IBI 프로그램(200)을 실행하여 생성될 수도 있다.
또한, 실시 예에 따라, 프로세서(110)는 송수신기(미도시)를 통해 입력 이미지, 기관 3D 모델, IBI 장치 3D 모델 및/또는 타겟 3D 모델을 수신할 수도 있다.
상기 입력 이미지는 개별 환자의 인체 기관에 대한 이미지일 수 있다. 본 명세서에서는 두개골(뇌)를 예시로 설명하지만, 이에 한정되지 않는다. 즉, 본 명세서에서의 입력 이미지는 두개골(뇌)뿐만 아니라 척추, 내장 등 다른 인체 기관에 대한 이미지일 수도 있다.
입력 이미지는 컴퓨터 단층 촬영(Computer tomography, CT), 자기 공명 영상 진단(Magnetic Resonance Imaging, MRI) 등을 이용하여 생성(촬영)된 이미지일 수 있다. 또한, 타겟은 IBI 장치를 이용하여(즉, IBI 장치의 튜브를 도달시켜) 약물 등을 주사하고자 하는 인체 기관의 일부를 의미할 수 있다.
프로세서(110)는, 입출력 장치(120)를 이용하여, 인체 기관에 대한 인체 기관에 대한 컬러 맵 및 상기 컬러 맵에서 IBI 장치가 배치 가능한 위치를 출력할 수 있다.
입출력 장치(120)는 하나 이상의 입력 장치 및/또는 하나 이상의 출력 장치를 포함할 수 있다. 예컨대, 입력 장치는 마이크, 키보드, 마우스, 터치 스크린 등을 포함하고, 출력 장치는 디스플레이, 스피커 등을 포함할 수 있다.
메모리(130)는 IBI 프로그램(200) 및 IBI 프로그램(200)의 실행에 필요한 정보를 저장할 수 있다.
프로세서(110)는 IBI 프로그램(200)을 실행하기 위하여 메모리(130)에서 IBI 프로그램(200) 및 IBI 프로그램(200)의 실행에 필요한 정보를 로드할 수 있다.
프로세서(110)는 IBI 프로그램(200)을 실행하여 인체 기관 3D 모델이 나타내는 인체 기관에서 IBI 장치를 부착 가능한 위치를 결정하고, 입출력 장치(120)를 이용하여 결정된 하나 이상의 위치들에 대한 컬러 맵을 출력할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 IBI 프로그램의 기능을 개념적으로 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하면, IBI 프로그램(200)은 3D 모델 분석부(210), 부착 위치 계산부(220) 및 컬러 맵 처리부(230)를 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 3D 모델 분석부(210), 부착 위치 계산부(220) 및 컬러 맵 처리부(230)는 IBI 프로그램(200)의 기능을 쉽게 설명하기 위하여 IBI 프로그램(200)의 기능을 개념적으로 나눈 것으로서, 이에 한정되지 않는다. 실시 예들에 따라, 3D 모델 분석부(210), 부착 위치 계산부(220) 및 컬러 맵 처리부(230)의 기능은 병합/분리 가능하며, 하나의 프로그램에 포함된 일련의 명령어들로 구현될 수도 있다.
3D 모델 분석부(210)는 인체 기관 3D 모델 중에서 IBI 장치의 부착 가능 여부를 검토할 후보 영역 및 IBI 장치를 부착할 수 없는 부착 불가 영역을 결정할 수 있다. 3D 모델 분석부(210)는 인체 기관 3D 모델이 나타내는 인체 기관의 외부 및 내부에 대한 정보를 이용하여 후보 영역 및 부착 불가 영역을 결정할 수 있다. 여기서, 상기 외부에 대한 정보는 인체 기관의 표면의 형상을 의미할 수 있고, 상기 내부에 대한 정보는 인체 기관 내의 혈관의 분포, 장기의 위치 등에 대한 정보를 의미할 수 있다.
예컨대, 인체 기관 3D 모델이 두개골(뇌)에 관한 3D 모델인 경우, 3D 모델 분석부(210)는 두개골의 형상(구조), 두개골 내의 뇌의 각 부분의 위치, 두개골 내의 혈관의 위치 등에 기초하여 후보 영역 및 부착 불가 영역을 결정할 수 있다.
부착 위치 계산부(220)는 상기 후보 영역을 복수의 점들로 나누고, 복수의 점들 각각에서의 법선 벡터(normal vector)를 계산할 수 있다. 여기서, 법선 벡터는, 인체 기관의 외부 표면의 점을 포함하는 평면에서 인체 기관의 내부 방향으로 수직인 벡터를 의미할 수 있다.
부착 위치 계산부(220)는 IBI 장치를 상기 후보 영역들에 포함된 복수의 점들에 피팅(fitting)시킬 수 있다. 부착 위치 계산부(220)는 IBI 장치의 중심(즉, IBI 장치의 튜브)이 각 점에 위치하도록 IBI 장치를 상기 부착 가능 영역에 포함된 복수의 점들에 피팅시킬 수 있다.
부착 위치 계산부(220)는 IBI 장치가 피팅된 점들 각각에서 상기 타겟까지의 깊이(거리) 및 피팅된 위치들 각각에서의 IBI 장치와 상기 타겟의 각도를 계산할 수 있다.
상기 타겟까지의 깊이(거리)는 IBI 장치의 튜브가 타겟에 도달했을 때, 상기 튜브의 길이를 의미하고, IBI 장치와 타겟의 각도는 피팅된 IBI 장치에서 인체 기관의 내부 방향으로 수직으로 내린 선(즉, IBI 장치의 법선 벡터로서, IBI 장치 중에서 인체 기관의 외부 표면에 접촉되는 부분들을 이은 면에서 인체 기관의 내부 방향으로 향하는 법선 벡터 또는 IBI 장치에서 수직으로 튜브를 내릴 때 튜브가 가리키는 벡터)과 IBI 장치에서 타겟으로 향하는 선 사이의 각도를 의미할 수 있다.
부착 위치 계산부(220)는, 상기 깊이 및 상기 각도에 기초하여, IBI 장치가 피팅된 위치들 중에서 IBI 장치가 부착 가능한 하나 이상의 부착 가능 위치들을 선택할 수 있다. 즉, 상기 깊이가 IBI 장치의 튜브의 길이보다 짧은지 여부 및 상기 각도가 상기 IBI 장치의 튜브가 움직일 수 있는 각도(허용 각도)보다 작은지 여부에 기초하여, 부착 위치 계산부(220)는 IBI 장치를 부착시킬 부착 가능 위치를 결정할 수 있다.
예컨대, 상기 깊이가 IBI 장치의 튜브보다 짧고, 상기 각도가 IBI 장치의 튜브의 허용 각도보다 작은 경우, 부착 위치 계산부(220)는 해당 위치에 IBI 장치를 부착시킬 수 있다고 결정하지만, 상기 깊이가 IBI 장치의 튜브보다 길거나, 상기 각도가 IBI 장치의 튜브의 허용 각도보다 큰 경우, 부착 위치 계산부(220)는 해당 위치에 IBI 장치를 부착시킬 수 없다고 결정할 수 있다.
컬러 맵 처리부(230)는 인체 기관 3D 모델을 복수의 색들로 표현한 컬러 맵을 생성할 수 있다. 컬러 맵 처리부(230)는 나타내고자 하는 정보에 따라 서로 다른 색을 갖는 컬러 맵을 생성할 수 있다.
컬러 맵 처리부(230)는 IBI 장치의 부착 위치에 대한 컬러 맵, 타겟까지의 깊이에 대한 컬러, 맵 및 타겟과의 각도에 대한 컬러 맵을 생성할 수 있다.
컬러 맵 처리부(230)는, 상기 IBI 장치 부착 위치를 나타내는 컬러 맵에 대해, IBI 장치 부착 위치와 그렇지 않은 위치를 서로 다른 색으로 나타낼 수 있다.
컬러 맵 처리부(230)는, 상기 타겟까지의 깊이에 대한 컬러 맵에 대해, 타겟까지의 깊이에 따라 인체 기관 3D 모델을 서로 다른 색으로 나타낼 수 있다.
컬러 맵 처리부(230)는, 상기 타겟과의 각도에 대한 컬러 맵에 대해, 타겟과의 각도에 따라 인체 기관 3D 모델을 서로 다른 색으로 나타낼 수 있다.
또한, 컬러 맵 처리부(230)는, IBI 장치의 부착 위치에 IBI 장치를 부착시켰을 때, IBI 장치의 튜브가 타겟에 도달한 상황을 시뮬레이션한 컬러 맵을 생성할 수 있다.
즉, 도 1 및 도 2를 통해 설명한 바와 같이, IBI 프로그램(200)은 인체 기관 3D 모델과 IBI 장치 3D 모델을 이용하여, 인체 기관의 각 지점에서의 타겟과의 깊이 및 타겟까지의 거리를 결정하고, 타겟과의 깊이 및 타겟까지의 거리에 기초하여 IBI 장치를 부착할 위치를 결정함으로써, 인체 기관의 손상을 최소화하고, 타겟으로의 약물 투여를 효과적으로 할 수 있는 IBI 부착 위치를 결정할 수 있다.
도 3은 IBI 프로그램에 입력되는 데이터들 및 3D 모델 분석부의 동작의 일 예시를 나타내고, 도 4는 부착 위치 계산부의 동작의 일 예시를 나타내고, 도 5는 컬러 맵 처리부의 동작의 일 예시를 나타낸다.
도 2 및 도 3의 (a)를 참조하면, IBI 프로그램(200)은 인체 기관 3D 모델로서 두개골 3D 모델 (301), IBI 장치 3D 모델(302) 및 타겟으로서 해마체(Hippocampus)의 위치에 대한 정보(304)를 입력받을 수 있다. 여기서, 두개골 3D 모델(301)은 CT를 이용하여 환자의 두개골(뇌)를 촬영한 이미지(305)를 이용하여 생성될 수 있다.
실시 예에 따라, 3D 모델 분석부(210)는 두개골 3D 모델(301)과 IBI 장치 3D 모델(302)을 결합하여 IBI 장치 3D 모델(302)이 두개골 3D 모델(301)에 부착된 3D 모델(303)을 생성할 수도 있다.
도 2 및 도 3의 (b)를 참조하면, 3D 모델 분석부(210)는 두개골 3D 모델(301)을 분석하고, 분석에 따른 두개골의 형상(구조), 두개골 내의 뇌의 각 부분의 위치, 두개골 내의 혈관의 위치 등에 기초하여 두개골 3D 모델(301) 중에서 IBI 장치의 부착 가능 여부를 검토할 후보 영역(311)을 결정하고, IBI 장치를 부착할 수 없는 부착 불가 영역(312)을 결정할 수 있다.
도 2 및 도 4의 (a)를 참조하면, 부착 위치 계산부(220)는 후보 영역(311)을 복수의 점들로 나누고, 복수의 점들 각각에서의 법선 벡터(normal vector)를 계산할 수 있다(401).
부착 위치 계산부(220)는 피팅된 위치들 각각에서의 IBI 장치와 상기 타겟의 각도를 계산할 수 있다. 이때, IBI 장치와 타겟의 각도는 IBI 장치 중에서 인체 기관의 외부 표면에 접촉되는 부분들(403의 파란 영역)을 이은 면에서 인체 기관의 내부 방향으로 향하는 법선 벡터와 IBI 장치에서 타겟으로 향하는 선 사이의 각도를 의미할 수 있다.
부착 위치 계산부(220)는 IBI 장치의 중심이 각 점에 위치하도록 IBI 장치를 상기 부착 가능 영역에 포함된 복수의 위치들에 피팅시킬 수 있다(404, 405).
도 2 및 도 4의 (b)를 참조하면, 부착 위치 계산부(220)는 IBI 장치가 피팅된 점들 각각에서 상기 타겟까지의 깊이(DEPTH) 및 피팅된 위치들 각각에서의 IBI 장치와 상기 타겟의 각도(a)를 계산할 수 있다.
부착 위치 계산부(220)는, 깊이(DEPTH)가 IBI 장치의 튜브의 길이보다 짧은지 여부 및 각도(a)가 상기 IBI 장치의 튜브의 허용 각도보다 작은지 여부에 기초하여, IBI 장치를 부착시킬 부착 가능 위치를 결정할 수 있다(411, 412).
도 2 및 도 5의 (a)를 참조하면, 컬러 맵 처리부(230)는 IBI 장치와 타겟의 각도에 대한 컬러 맵을 생성할 수 있다(501, 502). 컬러 맵 처리부(230)는 타겟과의 각도가 작을수록(즉, 0도에 가까울수록) 두개골 3D 모델을 파란색으로 표시할 수 있으며, 타겟과의 각도가 클수록(즉, 허용 각도에 가까울수록) 두개골 3D 모델을 빨간색으로 표시할 수 있다.
컬러 맵 처리부(230)는 IBI 장치에서 타겟까지의 깊이를 나타내는 컬러 맵을 생성할 수 있다(511, 512). 컬러 맵 처리부(230)는 타겟까지의 깊이가 얕을수록(즉, IBI 장치에 가까울수록) 두개골 3D 모델을 파란색으로 표시할 수 있으며, 타겟까지의 깊이가 깊을수록(즉, 튜브의 한계 길이에 가까울수록) 두개골 3D 모델을 빨간색으로 표시할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라 IBI 장치의 부착 위치를 결정하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 1, 도 2 및 도 6을 참조하면, IBI 프로그램(200)은 인체 기관 3D 모델, IBI 장치 3D 모델 및 타겟의 위치에 대한 정보를 입력받을 수 있다(S600).
부착 위치 계산부(220)는 인체 기관 3D 모델의 표면에 포함된 특정 지점에 IBI 장치 3D 모델을 피팅하고(S610), 특정 지점에 피팅된 IBI 장치 3D 모델에서 타겟까지의 거리 및 특정 지점에서의 IBI 장치의 법선 벡터와 IBI 장치 3D 모델과 타겟을 잇는 선 사이의 각도를 결정할 수 있다(S620).
타겟까지의 거리가 IBI 장치에 포함된 튜브의 한계 길이보다 짧고, 타겟과의 각도가 IBI 장치에 포함된 튜브의 허용 각도보다 작은 경우(S630의 '예'), 부착 위치 계산부(220)는, 특정 지점에 IBI 장치를 부착 가능하다고 결정할 수 있다(S640).
반면, 타겟까지의 거리가 IBI 장치에 포함된 튜브의 한계 길이보다 길거나, 타겟과의 각도가 IBI 장치에 포함된 튜브의 허용 각도보다 작은 경우(S630의 '아니오'), 부착 위치 계산부(220)는, 상기 특정 지점에 IBI 장치를 부착할 수 없다고 결정할 수 있다(S650).
본 발명에 첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 인코딩 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 인코딩 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방법으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 품질에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: IBI 위치 결정 장치
200: IBI 프로그램
210: 3D 모델 분석부
220: 부착 위치 계산부
230: 컬러 맵 처리부

Claims (16)

  1. 인체 기관에 대한 제1 3D 모델, IBI 장치(Intra-Brain Injection)에 대한 제2 3D 모델 및 타겟의 위치에 대한 정보를 입력받는 단계;
    상기 제1 3D 모델의 표면에 포함된 제1 지점에 상기 제2 3D 모델을 피팅하는 단계;
    상기 제1 지점에 피팅된 상기 제2 3D 모델에서 상기 타겟까지의 제1 거리 및 상기 제1 지점에서의 상기 IBI 장치의 법선 벡터와 상기 제2 3D 모델과 상기 타겟을 잇는 선 사이의 제1 각도를 결정하는 단계; 및
    상기 제1 거리 및 상기 제1 각도에 기초하여, 상기 IBI 장치를 상기 제1 지점에 부착 가능한지 여부를 결정하는 단계를 포함하는
    IBI 장치를 부착하는 위치를 결정하는 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 IBI 장치를 상기 제1 지점에 부착 가능한지 여부를 결정하는 단계는,
    상기 제1 거리가 상기 IBI 장치에 포함된 튜브의 한계 길이보다 짧은 경우, 상기 IBI 장치를 상기 제1 지점에 부착 가능한 것으로 결정하는
    IBI 장치를 부착하는 위치를 결정하는 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 IBI 장치를 상기 제1 지점에 부착 가능한지 여부를 결정하는 단계는,
    상기 제1 각도가 상기 IBI 장치에 포함된 튜브의 허용 각도보다 작은 경우, 상기 IBI 장치를 상기 제1 지점에 부착 가능한 것으로 결정하는
    IBI 장치를 부착하는 위치를 결정하는 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 3D 모델의 표면에 포함된 제2 지점에 상기 제2 3D 모델을 피팅하는 단계;
    상기 제2 지점에 피팅된 상기 제2 3D 모델에서 상기 타겟까지의 제2 거리 및 상기 제2 지점에서의 상기 IBI 장치의 법선 벡터와 상기 제2 3D 모델과 상기 타겟을 잇는 선 사이의 제2 각도를 결정하는 단계; 및
    상기 제2 거리 및 상기 제2 각도에 기초하여, 상기 IBI 장치를 상기 제1 지점에 부착 가능한지 여부를 결정하는 단계를 더 포함하는
    IBI 장치를 부착하는 위치를 결정하는 방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 거리에 따라, 상기 제1 3D 모델에 포함된 상기 제1 지점에서의 제1 색을 결정하는 단계;
    상기 제2 거리에 따라, 상기 제1 3D 모델에 포함된 상기 제2 지점에서의 제2 색을 결정하는 단계; 및
    상기 제1 색 및 상기 제2 색을 이용하여, 상기 타겟까지의 거리에 대한 컬러 맵을 생성하는 단계를 더 포함하는
    IBI 장치를 부착하는 위치를 결정하는 방법.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 각도에 따라, 상기 제1 3D 모델에 포함된 상기 제1 지점에서의 제3 색을 결정하는 단계;
    상기 제2 각도에 따라, 상기 제1 3D 모델에 포함된 상기 제2 지점에서의 제4 색을 결정하는 단계; 및
    상기 제3 색 및 상기 제4 색을 이용하여, 상기 타겟과의 각도에 대한 컬러 맵을 생성하는 단계를 더 포함하는
    IBI 장치를 부착하는 위치를 결정하는 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 3D 모델이 나타내는 인체 기관의 외부에 대한 정보 및 내부에 대한 정보에 기초하여, 상기 IBI 장치를 부착할 수 없는 영역을 결정하는 단계를 더 포함하는
    IBI 장치를 부착하는 위치를 결정하는 방법.
  8. IBI(Intra-Brain Injection) 장치를 부착하는 위치를 결정하는 IBI 위치 결정 장치에 있어서,
    상기 IBI 장치를 부착하는 위치를 결정하는 IBI 프로그램을 저장하는 메모리;
    인체 기관에 대한 제1 3D 모델, IBI 장치에 대한 제2 3D 모델 및 타겟의 위치에 대한 정보를 입력받는 입출력 장치; 및
    상기 메모리 및 상기 입출력 장치를 제어하는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는, 상기 IBI 프로그램을 실행하여,
    상기 제1 3D 모델의 표면에 포함된 제1 지점에 상기 제2 3D 모델을 피팅하고,
    상기 제1 지점에 피팅된 상기 제2 3D 모델에서 상기 타겟까지의 제1 거리 및 상기 제1 지점에서의 상기 IBI 장치의 법선 벡터와 상기 제2 3D 모델과 상기 타겟을 잇는 선 사이의 제1 각도를 결정하고,
    상기 제1 거리 및 상기 제1 각도에 기초하여, 상기 IBI 장치를 상기 제1 지점에 부착 가능한지 여부를 결정하는
    IBI 위치 결정 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 거리가 상기 IBI 장치에 포함된 튜브의 한계 길이보다 짧은 경우, 상기 IBI 장치를 상기 제1 지점에 부착 가능한 것으로 결정하는
    IBI 위치 결정 장치.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 각도가 상기 IBI 장치에 포함된 튜브의 허용 각도보다 작은 경우, 상기 IBI 장치를 상기 제1 지점에 부착 가능한 것으로 결정하는
    IBI 위치 결정 장치.
  11. 제8 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 IBI 프로그램을 실행하여,
    상기 제1 3D 모델의 표면에 포함된 제2 지점에 상기 제2 3D 모델을 피팅하고,
    상기 제2 지점에 피팅된 상기 제2 3D 모델에서 상기 타겟까지의 제2 거리 및 상기 제2 지점에서의 상기 IBI 장치의 법선 벡터와 상기 제2 3D 모델과 상기 타겟을 잇는 선 사이의 제2 각도를 결정하고,
    상기 제2 거리 및 상기 제2 각도에 기초하여, 상기 IBI 장치를 상기 제1 지점에 부착 가능한지 여부를 결정하는
    IBI 위치 결정 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 IBI 프로그램을 실행하여,
    상기 제1 거리에 따라, 상기 제1 3D 모델에 포함된 상기 제1 지점에서의 제1 색을 결정하고,
    상기 제2 거리에 따라, 상기 제1 3D 모델에 포함된 상기 제2 지점에서의 제2 색을 결정하고,
    상기 제1 색 및 상기 제2 색을 이용하여, 상기 타겟까지의 거리에 대한 컬러 맵을 생성하는
    IBI 위치 결정 장치.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 IBI 프로그램을 실행하여,
    상기 제1 각도에 따라, 상기 제1 3D 모델에 포함된 상기 제1 지점에서의 제3 색을 결정하고,
    상기 제2 각도에 따라, 상기 제1 3D 모델에 포함된 상기 제2 지점에서의 제4 색을 결정하고,
    상기 제3 색 및 상기 제4 색을 이용하여, 상기 타겟과의 각도에 대한 컬러 맵을 생성하는
    IBI 위치 결정 장치.
  14. 제8 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 IBI 프로그램을 실행하여,
    상기 제1 3D 모델이 나타내는 인체 기관의 외부에 대한 정보 및 내부에 대한 정보에 기초하여, 상기 IBI 장치를 부착할 수 없는 영역을 결정하는
    IBI 위치 결정 장치.
  15. 컴퓨터 프로그램을 저장하고 있는 컴퓨터 판독 가능 기록매체로서,
    상기 컴퓨터 프로그램은,
    제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 프로세서가 수행하도록 하기 위한 명령어를 포함하는
    컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
  16. 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장되어 있는 컴퓨터 프로그램으로서,
    상기 컴퓨터 프로그램은,
    제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 프로세서가 수행하도록 하기 위한 명령어를 포함하는
    컴퓨터 프로그램.
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